Парадоксы зрительного внимания. Эффекты перцептивных задач
- -
- 100%
- +
Наконец, У. Джеймс пытается рассмотреть проблему существования внимания с двух точек зрения: естественно-научной и философской. Согласно его подходу, с точки зрения науки внимания как отдельного процесса, скорее всего, нет, а выбор объекта внимания полностью предопределен деятельностью нервной системы в трех ее аспектах: во-первых, это приспособление органов чувств, которые обеспечивают отчетливость восприятия и направленность внимания; во-вторых, «идеационное» возбуждение центра в коре головного мозга, соответствующего образу объекта внимания и обеспечивающего его предвосхищение, преднастройку на его восприятие или удержание в уме, – У. Джеймс обозначает этот важнейший процесс термином «преперцепция»; наконец, в-третьих, приток крови к соответствующему мозговому центру.
Но если с научной точки зрения внимания как отдельного процесса нет, он полностью сводим к процессам в нервной системе, то с философской точки зрения внимание должно рассматриваться в контексте проблемы свободы воли и свободного выбора. И допущение несуществования внимания, согласно Джеймсу, эквивалентно признанию того, что все, на что мы так или иначе обращаем внимание, диктуется и навязывается либо внешней средой, либо строением и функционированием нашего организма и, в частности, головного мозга. Следующим шагом вынужденно будет допущение, что таково все наше поведение: именно такая трактовка в скором времени была предложена в контексте бихевиоризма, апофеозом чего стала монография Б. Ф. Скиннера «По ту сторону свободы и достоинства» (Skinner 1971), а в настоящее время вновь возникла в нейронауке в связи со становлением такой области исследований, как нейроэкономика (напр.: Kable, Glimcher 2008), которая исходно определяла свой предмет как «нейробиологические и вычислительные основы принятия решения на основе оценки полезности» (Rangel et al. 2008: 545), однако в настоящее время занимается мозговыми механизмами выбора и принятия решения в широком спектре ситуаций, от выбора направления саккады до разрешения моральных дилемм, исходя из допущения полной сводимости этих психологических категорий к активности мозга (подробнее см.: Фаликман 2015).
Таким образом, отказ от понятия внимания эквивалентен отказу от признания свободной воли, что для Джеймса как философа неприемлемо: он убежден, что «кажущееся чувство свободы, придающее истории и человеческой жизни такую трагическую окраску, может не быть простой иллюзией» (James 1890: 382), а выбор объекта внимания, сопровождаемый усилием, рассматривает как проявление «волевой решимости». Поэтому с философской точки зрения внимание как отдельный процесс несомненно существует, но научными методами, по мнению У. Джеймса, это недоказуемо, поскольку сам вопрос о свободе воли «на почве чисто психологической неразрешим».
Аналогичную двойственность в отношении проблемы существования внимания можно обнаружить и в гештальтпсихологии. Например, Э. Рубин (2001), не примыкавший непосредственно к гештальтпсихологам, но разработавший ключевые для данного подхода понятия «фигуры» и «фона», весьма категорично настаивал на том, что внимания не существует, а следовательно, само это понятие не нужно психологии и даже «вредно» для нее, поскольку вводит в объяснения дополнительную сущность, которая в действительности сводится к перцептивным и мыслительным процессам. Вслед за ним один из ведущих теоретиков гештальтпсихологии К. Коффка (1935/2001) возражал психологам, которые рассматривали внимание как самостоятельную силу, причину большей ясности и отчетливости одних содержаний сознания по сравнению с другими. Так, если В. Вундт утверждал, что разделение сознания на фокус и периферию происходит благодаря акту апперцепции, за которым стоит духовная активность человека, то, согласно гештальттеории, такое разделение может произойти само собою, без всякой внутренней активности, только лишь благодаря тому, как организовано поле восприятия. Именно от структуры поля зависит, что будет восприниматься ясно и отчетливо и какова будет степень субъективной ясности отдельных его элементов, вторичных по отношению к целостному образу ситуации (гештальту). Эмпирические данные, подтверждающие это положение, продолжают накапливаться и в современной когнитивной психологии, в которой сохранилась линия, продолжающая традицию классической гештальт психологии восприятия (напр.: Pomerantz 2003a; 2003b; Pomerantz et al. 1977; Pomerantz, Portillo 2004).
Но означает ли это, что внимание – всего лишь следствие структуры поля? В таком случае позиция гештальтпсихологов была бы сродни теоретическим взглядам Э. Б. Титченера, который отрицал идею апперцепции и представление о внимании как о внутренней активности познающего субъекта. Однако В. Кёлер и П. Адамс обнаружили, что активность наблюдателя также может изменить степень субъективной ясности отдельных элементов феноменального поля (Кёлер, Адамс 2001). В частности, многое зависит от того, что именно станет «фигурой», а что «фоном» в соответствии с поставленной задачей. Это можно доказать, используя задачи, предназначенные для измерения так называемого «порога расчленения» конфигурации – такого расстояния между отдельными элементами поля, при котором они воспринимаются именно как отдельные детали изображения, а не как целое. Выяснилось, что значение этого порога в конкретной пробе зависит от того, является ли предъявленное изображение для наблюдателя «фигурой» или «фоном», иными словами, обращает человек на него внимание или нет.
Пытаясь объединить эти два класса противоречащих друг другу данных, К. Коффка предложил определять внимание как «Эго-объектную силу», связывающую наблюдателя (Эго, или «Я») и воспринимаемый им объект. Если эта сила направлена от объекта к субъекту, то ясность и отчетливость восприятия отдельных частей воздействия диктуется его структурой. Если же сила направлена от субъекта к объекту, то структура поля меняется под влиянием поставленной задачи. Иначе говоря, то, что заметит и воспримет человек, зависит и от структуры поля, и от намерений самого человека. Это решение проблемы существования внимания находит отголоски в современной полемике вокруг «пространственно-ориентированного» и «объектно-ориентированного» внимания (Vecera, Farah 1994; Tipper, Weaver 1998; Scholl 2001), которую мы подробно рассмотрим ниже, а также в дискуссии о восходящих и нисходящих процессах в восприятии, которая также станет для нас предметом отдельного рассмотрения.
Когнитивные психологи, которые на первых этапах становления этого направления начали с поиска места «механизма внимания» в системе переработки информации под влиянием представлений о ресурсных ограничениях этой системы и в качестве закономерного шага прошли этап представлений о гибкости этого механизма и зависимости его работы от выполняемой субъектом задачи (напр.: Johnston, Heinz 1978) или от уровня загрузки, или предъявляемых задачей требований (Lavie 1995; 2006), в последние десятилетия всё чаще в принципе отказываются от рассмотрения таких специализированных механизмов и приходят к идее о том, что внимание прямо связано со строением, осуществлением и становлением познавательной активности и практической деятельности человека. Согласно этой точке зрения, внимание определяется ее структурой и требованиями, а виды и свойства внимания следует рассматривать в контексте осуществления человеком целенаправленных действий. Иными словами, внимание выступает как процесс, обеспечивающий приспособление человека к окружающему миру и решение им той или иной задачи. Отметим, что этот способ рассмотрения внимания, который уже в 1990-х гг. находит отражение не только в специальных статьях, но и в учебниках по психологии внимания (Styles 1997; Pashler 1998), напрямую перекликается с положениями конструктивистского подхода в психологии.
Предпосылки для рассмотрения внимания через его место в познавательной деятельности субъекта можно найти в работах Н. Н. Ланге, который понимал внимание как «целесообразную реакцию организма, моментально улучшающую условия восприятия» (Ланге 1893: 140). За этим определением, лежащим в основе предложенной Ланге моторной теории внимания, стоит мысль о том, что внимание включено в осуществление акта «восприятия» в широком смысле слова и улучшает его результаты, а следовательно, не может быть рассмотрено в отрыве от этого акта, вне его цели и продуктов.
1.2. Внимание и понятие ограниченной пропускной способности в когнитивной психологии
Когда в середине двадцатого столетия начала бурно развиваться когнитивная психология, в ее основу была положена метафора познания как функционирования технического устройства, передающего и обрабатывающего информацию, что вполне определенным образом повлияло на становление экспериментальной психологии внимания, в которой в качестве источника гипотез и основного объяснительного понятия стало использоваться понятие «ограниченной пропускной способности». Исходно эта идея укоренилась в когнитивной психологии внимания в связи с тем, что самые первые модели внимания, начиная с модели Д. Бродбента (Broadbent 1958), основывались на теории связи К. Шеннона и, в частности, на его теореме о существовании центральных ограничений пропускной способности канала передачи информации (Shannon 1948). Представление о центральном ограничении системы переработки информации легло в основу всех трех основных метафор внимания в когнитивной психологии 1950— 1970-х гг., которые определили направление его эмпирических исследований на годы вперед: а именно, метафор фильтра, прожектора и резервуара ресурсов (электросети) (см.: Fernandez-Duque, Johnson 1999).
Различия между этими метафорами обусловлены представлением о характере ограниченных ресурсов системы переработки информации. В моделях внимания можно выделить два класса таких ресурсов, нехватка которых кладется в основу объяснения ошибок и ограничений внимания, наблюдаемых в решении различных перцептивных задач.
Во-первых, это структурные ресурсы, наиболее точно воплощенные в понятии ограниченной пропускной способности или емкости (Черри 1972; Broadbent 1958 и др.). Ограниченность структурных ресурсов системы переработки информации выражается в том, что среди ее блоков есть своего рода «бутылочное горлышко» – блок, на который поступает множество информации, но через который в единицу времени не может пройти больше информации, чем позволяет его пропускная способность. Здесь как раз и появляется насущная необходимость в механизме внимания – допустим, в фильтре, который защитил бы ограниченный блок или канал системы переработки информации от перегрузки (в некоторых моделях внимания в качестве такого блока с ограниченной емкостью или пропускной способностью выступает рабочая память – напр.: Duncan, Humphreys 1989). Возможный способ функционирования фильтра – назначение приоритетов, благодаря которому наиболее важная и ценная информация оказалась бы в системе переработки первой и не была утеряна.
Во-вторых, энергетические ресурсы, лучше описываемые понятием «ограниченной мощности», под которым подразумевается, как правило, максимально доступный системе переработки информации уровень физиологической активации или его психологического эквивалента – «умственного усилия», которое определенным образом распределяется между познавательными и исполнительными задачами. Внимание здесь уподобляется резервуару ресурсов, снабженному механизмом их распределения между текущими задачами и процессами переработки информации, – наиболее ярко этот подход прозвучал в работах будущего нобелевского лауреата по экономике Д. Канемана (Kahneman 1973).
Оба рода ограничений отражает метафора прожектора (напр.: Posner et al. 1978), предложенная в конце 1970-х гг. в связи с переходом от «парадигмы фильтрации» к «парадигме селективной установки» в исследованиях внимания (Kahneman, Treisman 1984). Этот сдвиг был обусловлен постепенным уходом от изучения слухового внимания, к которому хорошо применима радиотехническая метафора фильтра, и бурным развитием методов изучения зрительного внимания, предполагающих преднастройку на отбор части информации из поля зрения. Эта метафора, ставшая доминирующей начиная с 1980-х гг., до сих пор занимает ведущие позиции в направлении экспериментальных исследований внимания. Ее «емкостное» ограничение – максимальный размер пятна света от прожектора, а «мощностное» – степень освещенности.
Однако сама по себе вера когнитивных психологов внимания в «ограниченную пропускную способность» человеческого познания, транслируемая даже в его современные нейрофизиологические исследования (напр.: Fusser et al. 2011), представляет собой отдельный предмет для дискуссий. Немецкий психолог О. Нойманн выдвинул гипотезу, что исходно эта вера определяется безусловным принятием положения о том, что головной мозг человека, подобно любому физическому устройству, имеет структурные и функциональные ограничения (Neumann 1986). В частности, к работе мозга по умолчанию применяется теорема Шеннона (Shannon 1948), гласящая, что если скорость подачи информации на входе в систему или канал для передачи информации превышает некоторое конечное значение («пропускную способность канала»), то информация не может быть передана полностью и без ошибок. Получается, что, с одной стороны, «ограниченная пропускная способность» – эмпирический факт, который подлежит объяснению, наблюдаемые в экспериментах и в реальной жизни ограничения и ошибки в выполнении «задач на внимание». С другой стороны, «ограниченная пропускная способность» – уже теоретический конструкт, который предназначен для объяснения данного эмпирического факта. За ним стоит предположение об ограниченности возможностей передачи и хранения информации в нервной системе человека, предельно возможного уровня активации, скорости проведения нервных импульсов и т. д. Таким образом, «пропускная способность ограничена, потому что… пропускная способность ограничена» (Neumann 1986), иными словами, объяснение оказывается тавтологичным. Эта тавтологичность и неудовлетворенность объяснительной силой понятия «центральных ограниченных ресурсов» системы переработки информации уже в 1970-х гг. привели когнитивную психологию к движению от «теорий причины» к «теориям эффекта».
Дополнительная проблема заключается еще и в том, что само по себе наличие «центральных ограничений» в работе мозга, хотя и принимается всеми по умолчанию, до сих пор не доказано. Как подчеркивает У. Найссер, «вопреки распространенному убеждению, в голове не существует никакого огромного хранилища, находящегося под угрозой переполнения» (Найссер 1981: 116). Бодрствующий мозг параллельно обрабатывает огромные количества информации, и всё многообразие процессов переработки, успешно осуществляемое мозгом помимо сознания, совершенно не сопоставимо с требованиями простейших задач «на внимание», с одной стороны, и ограничениями, наблюдаемыми при решении этих задач, – с другой. В качестве примера традиционно рассматривается явление «психологического рефрактерного периода» – задержки в выполнении второй из двух последовательных задач, если интервал между ними составляет около половины секунды (Welford 1952; Greenwald 1972). Например, наблюдатель должен ожидать и отмечать нажатием на кнопку четко различимые звуковые сигналы. Казалось бы, все, что необходимо для успешного решения этой задачи – не отвлекаться на собственные мысли, поскольку не заметить сигнала невозможно. Однако сколь бы ни был внимателен наблюдатель, реакция на второй сигнал закономерно замедляется по сравнению с реакцией на первый, что обусловлено исключительно когнитивным компонентом задачи и не связано с ее двигательным компонентом. Парадокс налицо: возможности мозга, казалось бы, не ограничены, а выполнить два простейших действия подряд с равной продуктивностью человеку не удается.
Подобные эмпирически получаемые ограничения тесно связаны с важной для психологии внимания проблемой параллельной и последовательной переработки информации (см., напр.: Posner, Snyder 1975; Kahneman, Treisman 1984). Если в системе переработки есть «бутылочное горлышко», то разумно предположить, что информация до этого «узкого места» будет обрабатываться параллельно (одновременно в неограниченных количествах), а по его достижении переработка станет последовательной. Если ограничены энергетические ресурсы системы переработки информации, то переработка (выполнение всех актуальных задач) может осуществляться параллельно до тех пор, пока этих ресурсов либо хватает, либо практически не требуется. Но энергоемкие задачи будут решаться только последовательно: сперва все или почти все ресурсы отводятся на решение одной задачи, и только потом, когда она решена, могут быть перенаправлены на решение другой задачи. Так же может быть представлена и работа системы со структурными ограничениями: пока блок с ограниченной пропускной способностью занят, остальная информация не обрабатывается до тех пор, пока он не освободится. Например, как предполагает Дж. Дункан (Duncan 1984), информация о разных признаках одного и того же зрительного объекта может обрабатываться параллельно, тогда как информация об отдельных объектах – только последовательно. Возможно, столь же последовательно осуществляется подготовка двигательного ответа на сигнал в условиях, при которых наблюдается психологический рефрактерный период. Вопрос в том, что стоит за подобными явлениями, ведь само по себе понятие «ограниченной пропускной способности», как уже было отмечено, тавтологично и чревато парадоксами. К числу этих парадоксов можно отнести, в частности, парадокс «разумного отбора», состоящего в том, что если отбор происходит рано, до того как станет ясно, что именно релевантно задаче, а что нет, то на основании чего он происходит, а если позднее, когда работа по анализу информации уже проделана, то зачем тогда вообще отбор? По всей видимости, именно с этим парадоксом связано появление моделей гибкой и множественной селекции, допускающих более одного локуса отбора в системе переработки информации и зависимость этого локуса от поставленной задачи и от загрузки с ее стороны (Johnston, Heinz 1978; Lavie 1995).
Однако едва ли не самая большая проблема моделей, основанных на понятии «ограниченной мощности» или «ограниченной пропускной способности» и на соответствующем круге метафор внимания, заключается в том, что при такой модели, как и при любом техническом устройстве, всегда востребован оператор, обеспечивающий бесперебойное функционирование системы. При фильтре – «настройщик», меняющий его установки; при резервуаре – «дежурный», ведающий тем, куда и сколько ресурсов направить; при прожекторе – «осветитель», регулирующий направление и яркость прожектора.
Психологическое объяснение упирается здесь в тупик: если не иметь в виду, что в мозгу или в модели присутствует «маленький человечек», который в самый ответственный момент появляется и «нажимает на кнопку», многие модели просто не работают, не дают исчерпывающего объяснения тому, как человек решает задачи на внимание.
Эта проблема известна как «проблема гомункулуса». Обнаружить его в моделях познания можно там, где реальный психологический механизм управления блоками системы переработки информации исследователям до сих пор непонятен. Прежде всего это касается активности познания человека: здесь вопрос о гомункулусе встает особенно остро. Когда когнитивный психолог берется строить модель того или иного процесса, в какой-то момент он доходит до предела, за которым дальнейшее объяснение средствами сугубо механическими (взаимодействием гипотетических «устройств», запускаемых внешним стимулом или предыдущим блоком модели) невозможно. Именно здесь в объяснении появляется понятие «внимание» или «управляющие функции» (напр., «центральный исполнитель» в модели рабочей памяти А. Бэддели, который сам признается в том, что для него это временное решение проблемы – см. (Baddeley 1997)), а мог бы появиться и «маленький человечек», который решил бы задачу управления системой переработки информации. К сожалению, его появление неизбежно ведет к дурной бесконечности в психологическом объяснении: в голове маленького человечка должен быть еще один маленький человечек, в его голове – еще, и так далее.
Проблема «изгнания гомункулуса» продолжает оставаться одной из острых проблем современной когнитивной психологии, особенно тех ее областей, которые связаны с изучением рабочей памяти (Hazy, Frank, O’Reilly 2006), управления поведением (Verbruggen et al. 2014) и внимания (Monsell, Driver 2000; Logan, Bundesen 2003, и др.). Наиболее многообещающий путь к решению этой проблемы в психологии внимания – отказ от идеи центральных ограниченных ресурсов системы переработки информации, при которых непременно должен находиться «оператор» или «администратор», ведающий их распределением между процессами анализа и переработки поступающего информационного потока. Отталкиваясь от положений психологической теории деятельности, можно допустить, что внимание связано с тем, как познающий субъект организует собственную деятельность (познавательную или практическую) в соответствии со своими целями и задачами.
Тогда внимание, задействованное в решении зрительных, слуховых и даже тактильных задач, может быть представлено как сторона перцептивного действия, а закономерности его работы будут связаны с организацией этого действия. Для успешного действия необходимо выстраивание функциональной системы, вовлечение и взаимоподчинение целого ряда подсистем и механизмов, требуемых для его адекватного выполнения. Любое действие целенаправлено и оттого избирательно, требует участия множества систем организма и зон мозга с вполне определенными функциями и оттого не всегда может выполняться параллельно с другими действиями, требующими тех же функций.
Такой подход к вниманию может быть обозначен как функциональный: «механизмы внимания», задействованные в решении задачи, зависят прежде всего от самой этой задачи, от ее содержания и структуры, а также от связанных с ней репрезентаций (схем) в опыте познающего субъекта. Пионером этого направления в когнитивной психологии внимания стал У. Найссер.
1.3. Внимание как действие и внимание для действия: основы конструктивистского подхода к вниманию в когнитивной психологии. Внимание и схемы
Первые шаги по направлению к теории внимания как перцептивного действия связаны с книгой У. Найссера «Когнитивная психология» (Neisser 1967), которая вышла в свет менее десятилетия спустя после публикации модели ранней селекции Д. Бродбента и вскоре после появления первой модели поздней селекции Д. и Э. Дойчей. В ней У. Найссер выступил с критикой центрального для этих моделей положения о необходимости специальных механизмов отбора (фильтров) в системе переработки информации. И хотя он был далек от того, чтобы отрицать принципиальную избирательность человеческого познания, но предлагал трактовать ее иначе, не через уподобление человека техническому устройству с ограниченной пропускной способностью.
Первое и главное отличие человека от такого устройства состоит в том, что человек активен. Он не просто отражает некоторую ограниченную часть окружающего мира в виде набора образов, он активно строит, конструирует образы тех объектов, которые необходимы ему для решения актуальных задач. Эти соображения привели У. Найссера к «конструктивной теории внимания», где оно было представлено как механизм активного процесса построения перцептивного образа.
В ранней модели У. Найссера еще сохраняется характерное для первых этапов развития когнитивной психологии представление о линейности процесса переработки информации, в котором У. Найссер выделил две стадии. На стадии «предвнимания», существование и содержание которой до сих пор дискутируется современными когнитивными психологами (напр.: Di Lollo et al. 2001; Wolfe et al. 2003b; Appelbaum, Norcia 2009; Utochkin 2015 и др.), осуществляется грубая параллельная обработка всей поступающей информации. На стадии «фокального внимания» происходит более глубокая обработка части этой информации и активное конструирование перцептивного образа целевого объекта в соответствии с целями, намерениями и ожиданиями познающего субъекта: «мы выбираем то, что хотим видеть» (Найссер 1981: 104). Вся остальная информация не отфильтровывается и не ослабляется, как предполагают разные модификации моделей фильтра: человек ею просто пренебрегает.
Но чем, если не специальными механизмами отбора, может быть обусловлена избирательность человеческого познания? Отвечая на этот вопрос, У. Найссер (1981) полностью отказывается от линейной модели переработки информации и предлагает рассматривать восприятие как циклически организованное перцептивное действие, или «перцептивный цикл», в котором отбор осуществляется благодаря тому, что человек воспринимает мир, «предвосхищая структурированную информацию, которая будет при этом получена». С остальной же информацией, по мнению У. Найссера, попросту «ничего не происходит».